变速箱齿轮结合齿锁止面挤压加工装置的制作方法

本发明涉及汽车变速箱齿轮制造技术领域。

背景技术：

目前中小型汽车变速箱变换啮合齿轮时通常需要用到具有结合齿结构的齿轮，汽车变速箱齿轮使用的结合齿需要在结合齿上加工出一个相对斜面，以便使结合齿在使用过程中牢牢结合，不受负载变化的影响。通常将这个相对斜面称为锁止面。

变速箱齿轮上结合齿的锁止面的加工方法通常是采取挤压成型、机械加工切削成型等方法。虽然锁止面的加工技术已经很成熟，但是需要专用设备和专用工装，例如挤齿机，或者数控专机以及专用夹具和刀具，甚至开发复杂的数控加工程序，因此并不适合小批量、单件试制等生产方式。现有技术中使用挤齿机对结合齿的锁止面进行挤齿加工，但挤齿机价格昂贵，其专用的设备和工装制造周期长，投资大，加工成本高。

对于如图5和图7所示的结合齿锁止面不同于常见的结合齿锁止面，常见的结合齿锁止面只存在一个端面或者两个端面，而对于图5和图7所示的结合齿锁止面为紧紧连在一起的两端锁止面，分别呈纺锤型和摇鼓型，对加工精度要求较高，加工难度大，而用现有的挤齿机不但加工效率低，而且加工成本也较高。

技术实现要素：

本发明意在提供一种变速箱齿轮结合齿锁止面挤压加工装置，以降低小批量加工结合齿锁止面的加工成本。

本方案中的变速箱齿轮结合齿锁止面挤压加工装置，包括转动机构、夹紧机构和挤压刀具头，挤压刀具头包括夹持部、本体、刀具轴、第一螺母、刀具和第二螺母，本体固定在夹持部上，本体上开有轴孔，刀具轴转动连接在轴孔中，刀具轴的长度大于轴孔的深度，刀具轴的两端均设有螺纹，第一螺母和第二螺母均螺纹配合在刀具轴的两端上，刀具轴上设有第一轴肩，刀具置于第一螺母和第一轴肩之间；所述夹紧机构包括用于安装待加工结合齿锁止面的工件的夹紧座和用于将工件压紧在夹紧座上的压紧装置，压紧装置可拆卸连接在夹紧座上；所述夹紧机构连接在用于驱动夹紧机构转动的转动机构上。

本方案的技术原理及有益效果为：将挤压刀具头的夹持部夹紧在零件加工中常用到的车床上，最优方式为将夹持夹紧在车床的刀架上，进而将整个挤压刀具头固定在车床的刀架上。

根据需要制作出相应的刀具，刀具的外周上加工有用于工件挤齿加工的齿，将刀具安装到刀具轴上，并且使刀具与第一轴肩相抵，转动第一螺母将刀具夹紧在第一轴肩上。将需要加工结合齿锁止面的工件放置到夹紧座内，调节压紧装置将工件压紧在夹紧座上，刀具与结合齿锁止面啮合而相抵。启动转动机构，转动机构驱动夹紧机构和工件转动，将挤压刀具头逐渐向工件的转动中心移动：如调整夹持部的夹持位置；若夹持部夹持在车床的刀架上则调节刀架的位置，使得刀具与结合齿锁止面发生挤压，对工件上的结合齿锁止面进行挤压加工，直到工件上的结合齿锁止面成型并达到要求。

本发明采用挤压刀具头与夹紧机构之间的相对旋转和径向施压方式，利用成型刀具，将工件的结合齿锁止面挤压成型；同时挤压刀具头与夹紧机构结构简单，制造容易，制造周期短，成本低廉，仅仅利用普通零件机械加工设备即可，降低了生产成本，特别适合小批量和试制工序使用。

上述为基础方案，作为基础方案的优化方案一：所述夹紧座为芯轴，所述压紧装置为压紧螺母，芯轴一端设有第二轴肩，芯轴另一端设有与压紧螺母相配合的螺纹段，压紧螺母螺纹配合在螺纹段上。对于需要在工件的外周上挤压结合齿锁止面的情况，即需要挤压外齿时，利用齿轮上本身存在的轴孔，芯轴与轴孔配合。将工件通过轴孔安装在芯轴上，再旋拧压紧螺母，将工件压紧在芯轴上的第二轴肩与压紧螺母之间，从而将工件夹紧。

作为优化方案一的优化方案二：所述转动机构为车床的主轴和尾座，尾座上包括顶尖。车床主轴指的是车床上带动工件或刀具旋转的轴。尾座为车床上用于配合主轴支承工件部件，尾座上设有顶尖，顶尖与主轴对准。轴向移动顶尖，即可将车床的主轴和顶尖抵在芯轴的两个端面上，将芯轴夹在主轴和顶尖之间，便于芯轴的转动，同时也方便将挤压刀具头相应地夹持到车床的刀架上。

作为优化方案一的优化方案三：所述芯轴上靠近所述第二轴肩的一端设有拨块，拨块上设有拨杆。将拨杆卡接在车床的卡盘上，方便卡盘转动的时候带动拨块转动，进而方便通过拨块带动芯轴和工件转动。

作为基础方案的优化方案四：所述夹紧座呈圆筒状，夹紧座的一端为夹紧端，夹紧端上设有螺纹孔，所述压紧装置为压圈和螺栓，螺栓与螺纹孔相配合，压圈上设有与螺栓相配合的螺孔；夹紧座的内壁上设有凸肩，凸肩距离夹紧端端面的距离小于工件的宽度。对于需要在工件的内壁上挤压结合齿锁止面的情况，即需要挤压内齿时，将工件放置在夹紧座的凸肩上，盖上压圈，并通过螺栓将压圈固定在夹紧座的夹紧端上，从而将工件夹紧在压圈与凸肩之间，而刀具穿过圆环状的压圈可与工件的内壁啮合而相抵而进行挤压加工。

作为优化方案四的优化方案五：所述转动机构为车床的卡盘。卡盘是车床上用来夹紧工件的机械装置，卡盘通常连接在主轴上。通过卡盘可将夹紧座与工件一同装夹在卡盘上，通过卡盘带动夹紧座和工件转动以进行挤压加工。

附图说明

图1为挤压刀具头的结构示意图；

图2为挤压外齿时挤压刀具头与夹紧机构的相对位置图；

图3为挤压内齿时挤压刀具头与夹紧机构的相对位置图；

图4为需要挤压内齿的工件全剖视图；

图5为内齿k向展开局部视图；

图6为需要挤压外齿的工件全剖视图；

图7为外齿b向展开局部视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：夹持部1、本体2、刀具轴3、第二螺母4、顶尖5、芯轴6、压紧螺母7、工件8、拨块9、拨杆10、主轴11、第一螺母12、刀具13、夹紧座14、压圈15、螺栓16。

实施例1

变速箱齿轮结合齿锁止面挤压加工装置，包括转动机构、夹紧机构和挤压刀具头，挤压刀具头如附图1所示，包括夹持部1、本体2、刀具轴3、第一螺母12、刀具13和第二螺母4，本体2固定在夹持部1上，本体2上开有轴孔，刀具轴3转动连接在轴孔中，刀具轴3的长度大于轴孔的深度，刀具轴3的两端均设有螺纹，第一螺母12和第二螺母4均螺纹配合在刀具轴3的两端上，刀具13转动连接在刀具轴3上，刀具轴3上设有第一轴肩，刀具13置于第一螺母12和第一轴肩之间；所述夹紧机构包括芯轴6和压紧螺母7，芯轴6一端设有第二轴肩，另一端设有与压紧螺母7相配合的螺纹段，压紧螺母7螺纹配合在螺纹段上，芯轴6上靠近所述第二轴肩的一端设有拨块9，拨块9上设有拨杆10；转动机构为车床的主轴11和尾座，尾座上包括顶尖5。

实施例1主要针对挤压外齿的情况，如附图6所示，将夹持部1夹紧在车床的刀架上，将工件8通过轴孔安装在芯轴6上，再旋拧压紧螺母7，将工件8压紧在芯轴6上的第二轴肩与压紧螺母7之间，从而将工件8夹紧。轴向移动顶尖5，使得车床的主轴11和顶尖5抵在芯轴的两个端面上，将芯轴6夹在主轴11和顶尖5之间。将刀具13安装到刀具轴3上移动车床的刀架，使刀具13与工件8啮合而相抵，将拨杆10卡接在车床的卡盘上，卡盘转动的时候带动拨块9转动，进而通过拨块9带动芯轴6和工件转动。工件8再移动刀架，使挤压刀具头逐渐向工件8的转动中心移动，使得刀具13与结合齿锁止面发生挤压，对工件8进行挤压加工，直到使结合齿锁止面成型并达到要求。如附图2所示，挤压完成后，拧下压紧螺母7，即可将加工好的工件8取下。

实施例2

变速箱齿轮结合齿锁止面挤压加工装置，与实施例1的区别在于：夹紧座14呈圆筒状，夹紧座14的一端为夹紧端，夹紧端上设有螺纹孔，所述压紧装置为压圈15和螺栓16，螺栓16与螺纹孔相配合，压圈15上设有与螺栓16相配合的螺孔；夹紧座14的内壁上设有凸肩，凸肩距离夹紧端端面的距离小于工件8的宽度；转动机构为车床的卡盘。

实施例2主要针对挤压内齿的情况，如附图3所示，通过卡盘可将夹紧座14连通夹紧座14上夹紧的工件8一同夹紧在卡盘上，卡盘带动夹紧座14和工件8转动。将工件8放置在夹紧座14的凸肩上，盖上压圈15，并通过螺栓16将压圈15固定在夹紧座14的夹紧端上，刀具13穿过圆环状的压圈15可与工件8的内壁啮合而相抵而进行挤压加工。如附图4所示，挤压完成后，拧下螺栓16，取下压圈15，即可将加工好的工件8取下。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。